(57)【要約】【課題】本発明は、大型化を伴うことなく、例えば計測器や保護継電器を動作させるための変流器を提供することにある。【解決手段】１次導体２からの磁束を導出する鉄心３と、前記の磁束を２次電流に変換する２次コイル４と、鉄心３および２次コイル４を被覆する絶縁本体５と、その絶縁本体５の一部を貫通し２次コイル４と接続する２次端子ｋ２，ｌ２と、２次端子ｋ２，ｌ２の端部であって該絶縁本体５から露出する２次端子露出部と、を備える。接地金具１８は、その接地金具１８と２次端子露出部との間にギャップＧが形成されるように、絶縁本体５に設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次導体からの磁束を導出する鉄心と、前記の磁束を２次電流に変換する２次コイルと、前記の鉄心および２次コイルを被覆する絶縁本体と、その絶縁本体の一部を貫通し２次コイルと接続する複数個の２次端子と、前記の各２次端子の端部であって該絶縁本体の表面・裏面の両側から露出する２次端子露出部と、を有することを特徴とする変流器。
【請求項２】
１次導体からの磁束を導出する鉄心と、前記の磁束を２次電流に変換する２次コイルと、前記の鉄心および２次コイルを被覆する絶縁本体と、その絶縁本体の一部を貫通し２次コイルと接続する２次端子と、前記の２次端子の端部であって該絶縁本体から露出する２次端子露出部と、前記の絶縁本体に取付けられた接地金具と２次端子露出部との間のギャップと、を有することを特徴とする変流器。
【請求項３】
前記の絶縁本体における２次端子が貫通する２次端子絶縁部の寸法であって該貫通方向と同方向の厚み寸法は、前記の絶縁本体における２次端子絶縁部以外の寸法であって該貫通方向と同方向の厚み寸法よりも、薄いことを特徴とする請求項１または２記載の変流器。
【請求項４】
前記の絶縁本体のうち２次端子が貫通する２次端子絶縁部の寸法であって該貫通方向と同方向の厚み寸法は、前記の絶縁本体のうち接地金具が取付けられる２次端子周囲絶縁部の寸法であって該貫通方向と同方向の厚み寸法よりも、薄いことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の変流器。
【請求項５】
前記の絶縁本体に取付けられた接地金具と２次端子露出部との間の寸法が１．５〜２．５ｍｍで、使用電圧２５００Ｖ〜５０００Ｖで放電されることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の変流器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変流器に関するものであって、例えば計測器や保護継電器を動作させるために使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に変流器は、高圧回路，低圧回路の大電流を、その大電流に比例した小電流に変成し、計測器や保護継電器を動作させるために使用されている。このような変流器は、１次導体からの磁束を導出する鉄心と、その導出した磁束を２次電流に変換する２次コイルと、その２次コイルおよび鉄心を被覆する絶縁層と、その絶縁層の一部に設けられ２次コイルから引出された２次端子と、を構成している。このように構成された変流器は、前記の２次端子に計測器や保護継電器を接続して使用される（例えば、特許文献１）。
【０００３】
変流器の２次電流は、２次側インピーダンスに関係なく１次電流に比例する。２次端子電圧は、２次側負荷インピーダンスに比例するため、例えば２次側インピーダンスを無限大にすると、該２次端子電圧は無限に高くなる。このため、変流器の２次側を開放すると、その２次側には数千ボルトの極めて高い電圧が発生し、２次コイル，継電器等の絶縁破壊や感電事故の原因となる。
【特許文献１】特開昭６０−２００３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記の絶縁破壊や感電事故等の対策として、２次端子側にアレスターを接続して高電圧を吸収する手段が一般的に採られているが、該アレスターを設けた分に応じて装置が大型化する等の恐れがあった。
【０００５】
また、変流器は、１次電流が電源側（後述の図１中ではＫ方向側）から負荷側（後述の図１中ではＬ方向側）に流れるように定められているため、回路の電流の流れ方向に応じて、該変流器の取付け方向を設定する必要がある。一般的な変流器の２次端子は１箇所のみに設けられた構造であり、取付け方向を変化させる場合には、例えば２次端子に計測器や保護継電器等を接続するための配線の取付けが困難となる。このため、前記の取付け性を考慮して装置が大型化する等の恐れがあった。
【０００６】
本発明は、前記課題に基づいてなされたものであり、大型化を伴うことなく、例えば計測器や保護継電器を動作させるための変流器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題の解決を図るために、請求項１記載の発明は、１次導体からの磁束を導出する鉄心と、前記の磁束を２次電流に変換する２次コイルと、前記の鉄心および２次コイルを被覆する絶縁本体（詳細を後述する）と、その絶縁本体の一部を貫通し２次コイルと接続する複数個の２次端子と、前記の各２次端子の端部であって該絶縁本体（絶縁本体の表面・裏面の両側）から露出する２次端子露出部（詳細を後述する）と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、１次導体からの磁束を導出する鉄心と、前記の磁束を２次電流に変換する２次コイルと、前記の鉄心および２次コイルを被覆する絶縁本体と、その絶縁本体の一部を貫通し２次コイルと接続する２次端子と、前記の２次端子の端部であって該絶縁本体から露出する２次端子露出部と、前記の絶縁本体に取付けられた接地金具と２次端子露出部との間のギャップと、を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記の請求項１または２記載の発明において、絶縁本体における２次端子が貫通する２次端子絶縁部の寸法であって該貫通方向と同方向の厚み寸法は、前記の絶縁本体における２次端子絶縁部以外の寸法であって該貫通方向と同方向の厚み寸法よりも、薄いことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記の請求項１〜３記載の発明において、絶縁本体のうち２次端子が貫通する２次端子絶縁部の寸法であって該貫通方向と同方向の厚み寸法は、前記の絶縁本体のうち接地金具が取付けられる２次端子周囲絶縁部の寸法であって該貫通方向と同方向の厚み寸法よりも、薄いことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記の請求項１〜４記載の発明において、絶縁本体に取付けられた接地金具と２次端子露出部との間の寸法が１．５〜２．５ｍｍで、使用電圧２５００Ｖ〜５０００Ｖで放電されることを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の発明のような構成によれば、複数個の２次端子の端部が絶縁本体から露出しているため、それら各端部（少なくとも何れか）に対して選択的に計測器や保護継電器等を接続することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明のような構成によれば、２次端子露出部と接地金具との間のギャップにより、アレスター等の高電圧吸収手段を用いなくとも、高電圧を吸収することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明のような構成によれば、２次端子絶縁部の厚み寸法と、絶縁本体における２次端子絶縁部以外の厚み寸法と、の差を利用してギャップを形成できる。
【００１５】
請求項４記載の発明のような構成によれば、２次端子絶縁部の厚み寸法と、その２次端子絶縁部に隣接し接地金具が取付けられる２次端子周囲絶縁部の厚み寸法と、の差を利用してギャップを形成できる。
【００１６】
請求項５記載の発明のような構成によれば、使用電圧２５００Ｖ〜５０００Ｖでの放電に応じたギャップを形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上示したように本発明によれば、大型化を伴うことなく、例えば計測器や保護継電器を動作させることが可能となる。
【００１８】
また、複数個の２次端子の端部が絶縁本体から露出した構成により、その露出した端部に対して選択的に、計測器や保護継電器，回路などを容易に取付けることができる。
【００１９】
さらに、２次端子露出部と接地金具との間にギャップを有する構成により、変流器の２次側に発生する高電圧を簡単な構造で吸収できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態における変流器を図面等に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は本実施の形態における変流器（図１中では符号１）の一例の等価回路の説明図、図２は図１の変流器の構成例を説明するための構造断面図である。また、図３は図２の変流器の正面図、図４は図３の変流器を下から見た底面図、図５は図３の変流器のＡ−Ａ断面図を示すものである。
【００２２】
まず、図１に示す等価回路により本実施の形態の変流器の一例を説明する。図１において、符号２は１次導体を示すものであり、その１次導体２には電源側１次端子Ｋと負荷側１次端子Ｌとが接続され、１次電流が流れる。この１次電流による磁束は、鉄心（例えば、環状鉄心）３を通過し、該鉄心３内を循環する。符号４は２次コイルを示すものであり、前記のように鉄心３内を循環する磁束により２次電流が流れる。この２次コイル４の両端は、それぞれ電源側２次端子ｋ２と負荷側２次端子ｌ２に接続され、該電源側２次端子ｋ２から負荷側２次端子ｌ２に対して前記の２次電流が流れる。符号Ｅは接地を示すものであり、その接地Ｅと電源側２次端子ｋ２との間には、ギャップＧが設けられる。
【００２３】
次に、図１の等価回路で示される変流器の構成例を図２〜図５により説明する。図２〜図５において、図示するような環状の鉄心（以下、環状鉄心と称する）３には、導体（例えば、線状の導体）を巻回することにより２次コイル４が形成されている。この環状鉄心３および２次コイル４には、例えば絶縁樹脂部材が被覆され、絶縁性成形体（以下、絶縁本体と称する）５が形成される。
【００２４】
前記の絶縁本体５は、該絶縁本体５一端側（図中では絶縁本体５の上側）で前記の環状鉄心３および２次コイル４を被覆（絶縁樹脂部材で被覆）し内部に中空部６を有する環状の絶縁性成形体（以下、１次端子側絶縁体と称する）７と、該絶縁本体５の他端側（図中では、１次端子側絶縁体７の一部から下側）で矩形形状の絶縁性成形体（以下、２次端子側絶縁体と称する）８と、から構成されている。前記の１次端子側絶縁体７と２次端子側絶縁体８とは、例えば前記の絶縁樹脂部材により一体成形される。前記の中空部６には、１次導体２が貫通される。
【００２５】
２次端子側絶縁体８の端部（図中では、絶縁本体５における１次端子側絶縁体７の反対側の端部）の一部には、厚み方向（すなわち、２次端子ｋ２，ｌ２（図中では、２次端子ｋ２，ｌ２および１次導体２）の貫通方向）の寸法が１次端子側絶縁体７や２次端子側絶縁体８の一部（図中では、２次端子側絶縁体８の略中央部や、後述の２次端子周囲絶縁部）における厚み方向の寸法よりも薄い部位（以下、２次端子絶縁部と称する）９が形成される。また、前記の２次端子側絶縁体８の端部において、前記の２次端子絶縁部９に隣接する箇所には、厚み方向（すなわち、２次端子ｋ２，ｌ２（図中では、２次端子ｋ２，ｌ２および１次導体２）の貫通方向）の寸法が該２次端子絶縁部９における厚み方向の寸法よりも厚い部位（図３中では、２次端子側絶縁体８の略中央部と同じ寸法；以下、２次端子周囲絶縁部と称する）１６ａ，１６ｂが形成される。
【００２６】
２次端子側絶縁体８において、１次導体２の貫通方向（すなわち、２次端子ｋ２，ｌ２（図中では、２次端子ｋ２，ｌ２および１次導体２）の貫通方向）に対して直交する方向側の側面（２次端子絶縁部９が形成されていない面）には、例えば図３，５に示すように、固定ネジ１７が取付けられる。
【００２７】
前記のように中空部６を貫通している１次導体２の１次電流により、環状鉄心３内を磁束が循環し、その循環磁束により２次コイル４に対して２次電流が流れる。前記の２次コイル４は、１次端子側絶縁体７から２次端子側絶縁体８に導出され、その端部（例えば、線状の導体から成る２次コイルの場合は、その導体の両端部）が２次端子絶縁部９に配置（例えば、端部を電源側２次端子ｋ２，負荷側２次端子ｌ２に接続できる位置に配置）される。
【００２８】
前記の２次端子絶縁部９において、１次導体２の貫通方向側の側面のうち一方の面（以下、絶縁体表面と称する）１３側から他方の面（以下、絶縁体裏面と称する）１４側に対し、図５に示すように、複数個の電源側２次端子ｋ２と負荷側２次端子ｌ２との各端部がそれぞれ貫通（図中では、それぞれ１個の電源側２次端子ｋ２，負荷側２次端子ｌ２が貫通）し、該２次端子絶縁部９の両面外側を突出するように構成されている。
【００２９】
電源側２次端子ｋ２と負荷側２次端子ｌ２との各端部において、２次端子絶縁部９の絶縁体表面１３側の面から外周側に露出している部分（以下、２次端子露出部と称する）には取付けネジ１５が装着され、この取付けネジ１５には計測器や保護継電器，回路等の端子２０が接続される。２次端子絶縁部９の絶縁体裏面１４側の面から外周側に露出している２次端子露出部においても、絶縁体表面１３側と同様に取付けネジ１５を装着できると共に、計測器や保護継電器，回路等の端子２０を取付けることができる。
【００３０】
前記の２次端子絶縁部９よりも外周側に突出した２次端子周囲絶縁部１６ａ，１６ｂには、固定ネジ１７が絶縁体表面１３から絶縁体裏面１４に対し貫通して設けられている。すなわち、前記の固定ネジ１７は、１次導体２の貫通方向と同方向に貫通して配置されている。前記の固定ネジ１７において、絶縁体裏面１４側に貫通した部分には接地金具１８が装着され、その接地金具１８は２次端子周囲絶縁部１６ａ，１６ｂに固定される。前記の接地金具１８と、電源側２次端子ｋ２および負荷側２次端子ｌ２における各２次端子露出部と、の間にはギャップＧが形成される。
【００３１】
以上示したように構成された変流器１によれば、その変流器１の２次側を開放した際に発生する例えば数千ボルトの極めて高い電圧は、電源側２次端子ｋ２からギャップＧに対して放電される。したがって、ギャップＧが変流器１自体に設けられており、従来技術のように例えば別途アレスター等を設ける必要がなく、変流器１を小型化できる。また、前記のアレスター等の取付け作業を必要としないこと、該アレスター等を適用する場合に起こり得る取付け忘れ等は考慮する必要がないこと等により、その変流器１の取扱者（取付け作業者等）が手間をかける（例えば、神経を使う）必要が無く、取り扱いが良好である。
【００３２】
さらに、変流器１を小型化するために、１次端子側絶縁体７および２次端子側絶縁体８の一部における厚み寸法よりも薄い厚み寸法をなす２次端子絶縁部９を形成し、その２次端子絶縁部９に対して電源側２次端子ｋ２および負荷側２次端子ｌ２を貫通させ、この電源側２次端子ｋ２および負荷側２次端子ｌ２と接地金具１８との間にギャップＧが形成されるように構成することにより、接地金具１８の外周側に対する突出が該接地金具１８の厚み寸法以上にならないようにし（すなわち、接地金具１８の厚み寸法の分だけ突出し）、変流器１の小型化を図ることができる。
【００３３】
さらにまた、取り扱い性を良好にするために、２次端子絶縁部９に設けられる電源側２次端子ｋ２及び負荷側２次端子ｌ２の端部を該２次端子絶縁部９の表面から露出させ、絶縁体表面１３或いは絶縁体裏面１４のうち何れかからでも計測器や保護継電器，回路等の端子２０を接続できるようにして、取扱者（接続作業者等）による接続作業が容易になる。この場合、使用する絶縁体表面１３或いは絶縁体裏面１４に接地金具１８を設け、ギャップＧが形成された構成であれば良い。
【００３４】
これにより、計測器や保護継電器，回路等の端子２０は、絶縁体表面１３或いは絶縁体裏面１４のうち少なくとも何れか一方側から取付け作業ができるため、例えば該端子２０の取付けのみに確保するためのスペース（余分な取付けスペース）等を必要としない。また、電源側２次端子ｋ２及び負荷側２次端子ｌ２の取付け箇所の変更においても、絶縁体表面１３或いは絶縁体裏面１４のうち何れに対しても容易に変更できる。  ギャップＧにおいては、例えば使用電圧２５００Ｖ〜５０００Ｖで放電する際に、そのギャップ寸法を１．５〜２．５ｍｍに設定する。変流器１で適用される回路は、例えば２０００Ｖで回路の健全性が確認されるため、２０００Ｖ以上で放電する必要があり、また５０００Ｖ以上の場合には種々の箇所にて絶縁破壊が生じる恐れがある。このため、前記の変流器１においては、２５００Ｖ〜５０００Ｖで放電することが望ましく、この電圧で放電する場合にはギャップ寸法を前記のように１．５〜２．５ｍｍに設定するとにより、適切に運用できる。
【００３５】
以上のように、本実施の形態の変流器によれば、絶縁本体を貫通した複数個の２次端子の端部は該絶縁本体の外周側に引出され（すなわち端子露出部が形成され）、それら端部に対し選択的（例えば、２次端子絶縁部における絶縁体表面側，絶縁体裏面側のうち何れかからでも）に計測器や保護継電器，回路等を容易に取付けすることができ（良好な取り扱い性）、例えば２次端子の端部を入替えする場合や取付け個所を変更する場合においても、その作業を選択的に行う（例えば、２次端子絶縁部における絶縁体表面側が取付けられている場合には、その取付けを絶縁体裏面側に変更する）ことができるため、従来の変流器に設けられていた取付けスペース等は不用となる（変流器の小型化が可能）。
【００３６】
また、環状鉄心および２次コイルを絶縁性成形体により被覆し、その絶縁性成形体の一部に対して、２次コイルに接続された２次端子（例えば、２次コイルから引出された導体の端部）の複数個が該絶縁性成形体を貫通し、その２次端子の端部がギャップと対向配置され、２次端子の端部の高電圧をギャップで放電するように変流器を構成できる。この変流器は、単に接地固定金具等に取付けることによりギャップが形成され（すなわち、変流器自体にギャップが設けられているため、該ギャップ取付け作業が不要）、別途高電圧吸収手段（アレスター等）を設ける必要が無く（すなわち、例えば該アレスター等を適用する場合に起こり得る取付け忘れ等は考慮する必要が無く）、高電圧吸収手段を取付けする作業等を必要としない分だけ、取扱者の手間を省くことができ（例えば、取扱者が神経を使う必要が無く）、取り扱い性が良好で小型化も可能となる。
【００３７】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係わる変流器の一例の等価回路の説明図。
【図２】図１における変流器の構成例を示す構造断面図。
【図３】図２の変流器の正面図。
【図４】図３の変流器を下方側から見た底面図。
【図５】図３の変流器のＡ−Ａ線からの断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１…変流器、２…１次導体、３…環状鉄心、４・‥２次コイル、５…絶縁本体、６…中空部、７・‥１次端子側絶縁部、８・‥２次端子側絶縁部、９…２次端子絶縁部、１３…絶縁体表面、１４…絶縁体裏面、１５…取付けネジ、１６ａ，１６ｂ…２次端子周囲絶縁部、１７…固定ネジ、１８…接地金具、２０…端子、Ｅ・‥接地、Ｋ…電源側１次端子、Ｌ…負荷側１次端子、ｋ２…電源側２次端子、ｌ２…負荷側２次端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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